[發明專利]一種道路邊坡穩定性監測方法及車載平臺裝置

有效

• 申請號: 202010822414.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111736152B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李清泉;張博琛;丁曉利;汪馳升;朱家松;余文坤;胡忠文;涂偉;張德津
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/88;G01S13/86
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉文求

1.一種道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，包括：

通過車載合成孔徑雷達獲取雷達回波信號、通過氣象參數采集器獲取大氣環境參數、通過慣導系統結合全球衛星導航系統獲取車載合成孔徑雷達的運動矢量信息；

根據運動矢量信息和雷達回波信號采用后向投影法生成單視復數合成孔徑雷達圖像；

根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用雷達差分干涉測量技術，得到距離向形變；

根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用多孔徑雷達干涉測量技術，得到方位向形變；

根據所述大氣環境參數，通過大氣擾動模型獲取大氣擾動殘差；

根據所述距離向形變、所述方位向形變和所述大氣擾動殘差計算穩定性信息，根據所述穩定性信息對道路邊坡穩定性監測；

所述根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用雷達差分干涉測量技術得到距離向形變包括：

利用數字高程模型和車載合成孔徑雷達的運動矢量信息對單視復數合成孔徑雷達圖像消除基線偏移相位；

采用像素互相關法對單視復數合成孔徑雷達圖像進行影像幾何配準；

將單視復數合成孔徑雷達圖像進行重軌干涉，再根據二維或三維相位解纏方法進行解纏，得到距離向形變;

所述根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用多孔徑雷達干涉測量技術得到方位向形變包括：

將單視復數合成孔徑雷達圖像的方位向頻譜利用快速傅里葉變換和帶通濾波器分為前視頻譜和后視頻譜；

將所述前視頻譜和所述后視頻譜利用逆快速傅里葉變換分別聚焦生成前視合成孔徑雷達影像和后視合成孔徑雷達影像；

將前視合成孔徑雷達影像和后視合成孔徑雷達影像相減后，得到方位向形變;

所述穩定性信息包括形變速率V和累積形變，通過如下公式計算得到：

其中，為矩陣B的逆矩陣，B為合成孔徑雷達影像對的設計矩陣，為距離向形變和方位向形變組成的干涉對集合，W為包括所述大氣擾動殘差在內的觀測殘差，i為合成孔徑雷達影像的觀測序列編號，為時刻的累積形變，為i與i+1之間的時刻差。

2.根據權利要求1所述的道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，所述道路邊坡包括汽車公路邊坡、火車軌道邊坡中的一種或兩種。

3.根據權利要求1所述的道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，所述獲取車載合成孔徑雷達的運動矢量信息具體是：通過全球衛星導航系統結合慣導系統，獲取車載合成孔徑雷達的運動矢量信息。

4.根據權利要求1所述的道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，所述運動矢量信息包括：速度信息和位置信息。

5.根據權利要求1所述的道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，所述根據運動矢量信息和雷達回波信號采用后向投影法生成單視復數合成孔徑雷達圖像具體包括：

對雷達回波信號進行距離向聚焦，得到聚焦后的雷達回波信號；

根據數字高程模型建立成像場景的統一坐標網格點；

將所述聚焦后的雷達回波信號插值到所述坐標網格點；

計算回波時刻車載合成孔徑雷達天線到所述坐標網格點的斜距；

利用車載合成孔徑雷達的運動矢量信息，計算所述坐標網格點對應的多普勒頻率；

對雷達回波信號進行調制，并將合成孔徑時間內的所有回波信號累加，信號解調后生成單視復數合成孔徑雷達圖像。

6.根據權利要求5所述的道路邊坡穩定性監測方法，其特征在于，所述數字高程模型包括全球數字高程模型、高精度點云高程模型中的一種。